Технологический процесс механической обработки каретки

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра «Автоматы»









                                                                           «Допустить к защите» 



Зав.кафедрой



                                                                            _______________А.Н.Волков



                                                     «___» _________ 2017г.          



Насущенко Юрий Александрович

Технологический процесс механической обработки

каретки

Выпускная работа бакалавра по направлению:

15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»







Выполнил студент

группы                                                            ______________ Ю.А. Насущенко





Руководитель работы:

доцент, к.т.н.                                                 ______________  А.В. Приемышев				

						

стр. для задания




Реферат



В данной работе представлены материалы по разработке автоматизированного технологического процесса детали типа «Каретка». Разработка технологического процесса производится с помощью анализа уже существующего технологического процесса. Рассчитываются режимы резания и нормы времени на все основные операции мех. обработки. Представлена наладка станка и производится расчет и проектирование приспособления для мех. обработки и контрольно-измерительного приспособления.

Ключевые слова: Оборудование,принтер, обрабатывающий центр, ЧПУ, приспособление, заготовка, обрабатываемый материал, режимы резания, нормы времени





Thispaperpresentsmaterialsonthedevelopmentoftheautomatedtechnologicalprocesspartsoftype "Slide". Developmentoftechnologicalprocessiscarriedoutthroughtheanalysisofexistingtechnologicalprocess. Calculatedcuttingconditionsandthetimeallowedforallthebasicoperationsfur. processing. Aretheadjustmentofthemachine, andprovidescalculationanddesignofdevicesforthefur. processingandinstrumentationdevices.

Keywords: Equipment,printer, machiningcenter, CNC,fixture, workpiece, workpiecematerial, cuttingconditions, standardtime/


Оглавление

Реферат	3

Введение	6

1. Подготовка к проектированию технологического процесса механической обработки детали каретка	6

1.1 Служебное назначение и конструкция детали.	6

1.2 Анализ технологичности конструкции.	8

1.3 Определение типа и организационной формы производства.	8

1.4 Выбор метода получения исходной заготовки.	10

1.5 Анализ существующего технологического процесса.	11

2. Проектирование технологического процесса механической обработки.	14

2.1 Обоснование внедрения нового технологического процесса	14

2.2. Проектирование маршрутного технологического процесса	15

обработки заготовки	15

2.3. Проектирование технологических операций механической обработки	16

2.4 Назначение технологических баз.	18

2.5 Выбор оборудования и технологической оснастки	19

2.6 Расчет и назначение операционных припусков на механическую обработку	23

2.7 Расчет и назначение режимов резания	30

2.7.1 Расчёт режимов резания для первого перехода комплексной операции	30

2.7.2 Расчёт режимов резания для сверления отверстия ?10 мм.	33

2.7.3 Техническое нормирование операций технологического процесса	35

3. Проектирование контрольно-измерительного приспособления	38

3.1 Прицип действия КИП	38

3.2 Расчёт точности КИП	38

4. Проектирование станочного приспособления.	40

4.1 Конструкция приспособления.	40

4.2 Принцип действия приспособления	40

4.4 Тип привода, его параметры и расчёт	42

4.5 Расчёт точности изготовления приспособления.	43

4.6 Расчёт отдельных элементов приспособления на прочность	44

5. Заключение	45

6. Список литературы	45

Приложение А1: Управляющие программы для обработки детали «Каретка»	49

Операция 010	49

Приложение А2: Управляющие программы для обработки детали «Каретка»	65

Операция 015	65

Приложение Б: Технологический процесс механической обработки	92

детали «Каретка»	92

Приложение В: Спецификации	93






Введение



Для качественного изготовлениеразличных деталей требуется составлениекак новых, так и совершенствование старых техпроцессов. Кроме того, необходимо снизить затраты на изготовление и трудоёмкость изделия. Главный инструмент для осуществления этих задач – автоматизация. Автоматизация производственных процессов позволяет во много раз увеличивать производительность труда, повышать его безопасность, экологичность, улучшать качество продукции и более рационально использовать производственные ресурсы, в том числе, и человеческий потенциал.

   Целью данного дипломного проекта является совершенствование технологического процесса механической обработки детали “Каретка”с целью повышения производительности обработки, повышения качества продукции и снижения ее себестоимости за счёт автоматизации производственного цикла изготовления с помощью современного оборудования с ЧПУ.



1. Подготовка к проектированию технологического процесса механической обработки детали каретка



1.1 Служебное назначение и конструкция детали.

Деталь «каретка» предназначена для передвижения печатающий головки внутри печатного блока. Каретка, совершая возвратно-поступательные движение внутри блока, обеспечивает печать текста и вывод информации на бумагу.

   Деталь представляет собой тело сложной формы с большим количеством формообразующих поверхностей и небольшого количества отверстий малого диаметра. Имеетсябольшой карман и небольшой выступ, на котором расположены 4 резьбовых и 4 обычных отверстия.С боковой стороны распложены отверстия диаметром 10 мм и резьбовое диаметром 2.5 мм. Спереди имеются 2 отверстия диаметром 2.5 мм. С противоположной стороны расположен горизонтальный паз шириной 8 мм. Имеется также несколько различных фасок по контуру детали.

   Деталь “Каретка” изготовлена из дюралюминиевого сплава Д16ГОСТ 4784-97. Главное его преимущество заключается в том, что получаемый из него металлопрокат обладает:

стабильной структурой;

высокими прочностными характеристиками;

в 3 раза более легким весом, чем стальные изделия;

повышенным сопротивлением микроскопической деформации в процессе эксплуатации;

хорошей механической обрабатываемостью на токарных и фрезерных станках, уступая лишь некоторым другим алюминиевым сплавам. 

Химический состав дюралюминиевого сплава Д16 ГОСТ 4784-97, указан в таблице 1, а механические свойства в таблице 2 [7].

Таблица 1

Химический состав дюралюминиевого сплава Д16Т ГОСТ 4784-97

Fe(%)

Si(%)

Mn(%)

Cu(%)

Mg(%)

Al(%)

Ti(%)

Cr(%)

До 0.5

До 0.5

0.3-0.9

3.8-4.9

1.2-1.8

90.9-94.7

До 0.1

До 0.15



Таблица 2

Механические свойства

0,2, МПа

В, МПа

5 ,%

, %

360

460

14

38

.



1.2 Анализ технологичности конструкции.

Деталь «Каретка» изготовляется из дюралюминия Д16, характеризующийся удовлетворительной обрабатываемостью. Конструкция детали позволяет провести полную обработку трёх базовых плоскостей на первом установе, что существенно уменьшит погрешность при дальнейшей обработке. Все отверстия располагаются под прямым углом к плоскости входа. Но при этом 4 отверстия М2.5 и 4 отверстия ?1.95 мм выходят в отверстие ?10, два других отверстия М2.5 пересекаются с этим же отверстием. Данную проблему можно решить, установив определённый порядок их обработки. Точность взаимного расположения отверстий обеспечиться станком. Фрезерование паза L=8 мм и необходимо произвести дисковой фрезой. Так же по контуру детали имеется ряд различных фасок, что так же следует учесть при программировании обработки.

Деталь имеет достаточные размеры базовых поверхностей. Имеется возможность использования принципа единства (совмещения) баз и принципа постоянства.

Вывод: в целом деталь технологична и может быть изготовлена, учитывая применяемое для обработки оборудование.



1.3 Определение типа и организационной формы производства.

Тип производства исходя из годовой программы и массы детали. Годовая программа выпуска N = 5000 шт., масса детали 0.04 кг. По таблице [13]- тип производства серийный.

Установлены две формы организации производства: групповая, поточная[13].

Целесообразность применения поточной формы организации производства устанавливается на основе сопоставления среднего штучного времени  для нескольких основных операций с расчетным тактом выпуска , т.е. по числу рабочих мест , приходящихся на одну операцию[13]:

					(1)

Такт выпуска изделий поточной линии (для однономенклатурной линии)[13]:

=				(2)

где  – планируемый нормативный коэффициент загрузки оборудования (0,75...0,85)[13].

=			(3)

Здесь  – штучное время -й основной операции, мин;  – количество основных операций[13].

- принимается групповая форма организации производства[13].

При групповой форме организации производства запуск изделий производится партиями с определенной периодичностью, что является признаком серийного производства. Количество деталей в партии для одновременного запуска упрощенно определяется[13]:

						(4)

где:

а - периодичность запуска-выпуска

F – число рабочихдней в году.



Размер партии принимается не меньшим сменной выработки, поэтому он может быть скорректирован с учетом удобства планирования и организации производства. Корректировка состоит в определении расчетного числа смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах:

				     (5)

Число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течении принятого числа смен:

				(6)



1.4 Выбор метода получения исходной заготовки.

  Выбор метода получения исходной заготовки определяется назначением и конструкцией детали, материала, техническими требованиями, типом производства, а также экономичностью изготовления. Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и технологичность её обработки.

В существующем технологическом процессе для получения исходной заготовки используется листовой прокат.

Себестоимость исходной заготовки из проката[13]:

						(7)

где М – затраты на материал, руб.;  – технологическая себестоимость операций правки, калибрования прутков, разрезки их на штучные заготовки, руб.

					(8)

гдеСпз– приведенные затраты на рабочем месте, руб/ч; Тшт(ш-к)– штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции (правки, калибрования, резки и другие)[13]. По существующему технологическому процессу Спз=120 руб/час; Тшт(ш-к)=2.5 мин. По формуле (8):



Затраты на материал определяются по массе проката и массе сдаваемой стружки[13]:

М=Q?S-(Q-q)?Sотх					(10)

где  Q – масса исходной заготовки, кг;   S– цена 1 кг материала исходной заготовки, руб;  q – масса готовой детали, кг;  Sотх – цена 1 кг отходов, руб[13].

М=0.273?240-(0.273-0.04)?50=53.87 руб.

Сзаг=53.87+8.33=62.2 руб.

Данный способ получения заготовки отличается простотой её получения и большим объёмом стружки, получаемого при механической обработке. 



1.5 Анализ существующего технологического процесса.

С целью автоматизации технологического процесса, повышения точности изготовления и низкой шероховатости обработки, с возросшими требованиями увеличения выпуска деталей появилась необходимость пересмотра существующего техпроцесса и перехода на высокопроизводительное производство в целях улучшения технико-экономических показателей.

В базовом варианте механическая обработка заготовки проходит на фрезерном станке с ЧПУ Mikron WF61C 1989 года выпуска. Длительная эксплуатация станка привела к проблеме, связанной с потерей точности обработки за счет достаточно ощутимого и неравномерного износа направляющих. На готовой детали образуютсязарезы и ухудшилась шероховатость обработанных поверхностей. Также допуски взаимного расположения обработанных поверхностей не соответствуют тем, что заданы чертежём. Обработка боковых отверстий ведётся на фрезерном станке с ЧПУMikronWF3 с ручной сменой инструмента и низкой точностью обработки. Ввиду этого расположение отверстия ?10Н7 иногда выходило за поле допуска.

Кроме того, заготовка фрезеровалась на станкеMikron WF61C за 1 установ с использованием искусственной технологической базы. Сама же базовая плоскость А получалась путём отрезки детали от технологического припуска отрезной фрезой.

Также данные станки отличаются низкими скоростями приводов подач, низкими оборотами шпинделя, низкой точностью позиционирования и ручной сменой инструмента (Mikron WF3) по сравнению с современным оборудованием. Смена инструмента в автоматическом режиме на станке Mikron WF61C занимает достаточно большое время(до 1 минуты).

Приспособления, используемые для механической обработки детали, универсального типа, что характерно для единичного и мелкосерийного производства. Кроме того, эти приспособления с ручным зажимом, что требует физических усилий при работе и приводит к увеличению вспомогательного времени, отличаются низкой производительностью и погрешностью размеров, связанной с закрепление заготовки.

Таблица 3

Сравнительные характеристики действующего и разрабатываемого технологического процессов

	

	№

	

	Вид обработки

	Оборудование

	

	

	Действующий

	техпроцесс

	Разрабатываемый

	техпроцесс

	

	1

	

	Ленточно-отрезная

	Отрезать заготовку.

	PMS 1300/1300 HCN

	PMS 1300/1300 HCN

	

	2

	Слесарная

	Притупить кромки

	Рабочее 

	место

	слесаря

	

	Рабочее 

	место

	слесаря

	

	

	3

	Фрезерная с ЧПУ

	Фрезеровать деталь по программе.

	Сверлить отверстия по программе

	Mikron WF61C

	Hermle C30U

	

	

	4

	Слесарная

	Запилить заусенцы.

	Притупить кромки

	Рабочее место

	слесаря

	

	

	

	5

	Фрезерная с ЧПУ

	Сверлить 2 отв. ?2.05 под резьбу

	Mikron WF3

	

	

	6

	Фрезерная с ЧПУ

	Сверлить, расточить, развернуть отверстие ?10H7.

	Сверлить отверстие ?2.05 под резьбу

	Mikron WF3

	

	

	7

	Вертикально-сверлильная

	Зенковать отв. ?10H7 с переустановкой.

	Зенковать отверстия под резьбу.

	

	

	8

	 Слесарная

	Притупить кромки в отверстиях.

	Нарезать резьбу

	Рабочее место

	слесаря

	

	Рабочее место

	слесаря

	

	9

	Окисление электрохимическое

	Получение покрытия

	Участок гальваники

	Участок гальваники

	10

	Контрольная

	

	

	

Существующий технологический процесс из-за своей неэффективности при использования старого оборудования требует корректировки.





2. Проектирование технологического процесса механическойобработки.



2.1 Обоснование внедрения нового технологического процесса

Разрабатываемый технологический процесс отличается от существующего применением для всех операций механической обработки новейшего обрабатывающего центра с ЧПУ Hermle C30U, имеющего поворотный стол и позволяющего провести обработку с минимально количеством установов.

Данный обрабатывающий центр отличается высокой производительностью и точностью обработки. Имеет конструкцию типа Gantry с перемещением шпинделя по трём осям и возможностью 5-координатной обработки.

Основные технические характеристики обрабатывающего центра Hermle C30U:

пути перемещения X-Y-Z: 650-600-500;

частота вращения шпинделя: 10000 об/мин;

ускоренные линейные ходы X-Y-Z: 60000 мм/мин:

управление: HeidenhainiTNC 530;

размер стола: ?6300 мм;

диапазон поворота оси А: +30?/-115?;

частота вращения оси А/С: 65 об/мин.

барабанный магазин на 32 инструмента.

Вследствие использования нового оборудования стоит ожидать сокращения основного и вспомогательного времени на обработку заготовки. Также уменьшится число рабочих, занятых при изготовлении детали.

Основные направления для проектирования нового варианта технологического процесса:

установку заготовки на станке планируется осуществлять в приспособлениях с пневматическим, либо иным быстродействующим зажимом;

использование преимущественно твердосплавный инструмент, что является передовым способом обработки в современном машиностроении, а также специального режущего инструмента[22],[23],[24].

возможность использование CAM-системы для написания управляющей программы.



2.2. Проектирование маршрутного технологического процесса

обработки заготовки

	Общий план обработки заготовки:

000 Заготовительная

005 Слесарная

010Комплексная на обрабатывающем центре с ЧПУ

015 Комплексная на обрабатывающем центре с ЧПУ

020Слесарная 

025Вертикально-сверлильная

030 Контрольная



2.3. Проектирование технологических операций механической обработки

Укрупнённый маршрут обработки детали:

000 Заготовительная

Получение исходной заготовки из проката

005 Слесарная

Притупить острые кромки

010Комплексная на обрабатывающем центре с ЧПУ

фрезеровать поверхность 4

фрезеровать контур 1

фрезеровать фаску 8

фрезеровать фаску 6

фрезеровать фаску 12

фрезеровать радиусы 2 и 3

фрезеровать поверхность 9

фрезеровать паз 11

центровать отверстия 7, 10 и 2 отверстия 5

 сверлить 2 отверстия 5

сверлить отверстие 10

нарезать резьбу М2.5-6Н в  2 отверстиях 5

сверлить отверстие 7

 развернуть отверстие 7

015Комплексная на обрабатывающем центре с ЧПУ

фрезеровать поверхность 1

фрезеровать поверхность 2 и контур 3

фрезеровать поверхность 4 и контур 5

фрезеровать поверхности 6, 7 и контур 8

фрезеровать контур 15 предварительно

фрезеровать фаску 11

фрезеровать поверхности 9, 10

фрезеровать поверхности 20, 21 окончательно и поверхность 22 предварительно

фрезеровать поверхности 19 и 22

 фрезеровать контур 15 окончательно

 центровать3 отверстия 14, 4 отверстия 16, 4 отверстия 17, отверстия 12 и 13

 сверлить 3 отверстия 14, 4 отверстия 16 и отверстие 12

 сверлить 4 отверстия 17

 развернуть 4 отверстия 17

 сверлить отверстие 13

расточить отверстие 13 предварительно

расточить отверстие 13 окончательно

нарезать резьбу М2.5-6Н в 4 отверстиях 16, 3 отверстиях 14 и отверстии 12.

020 Слесарная

Зачистить заусенцы, притупить острые кромки

025 Вертикально-сверлильная

Установ А

Зенковать фаску 1

Установ Б

Зенковать фаску 2

030 Контрольная







2.4 Назначение технологических баз.

Основные принципы, которыми целесообразно руководствоваться при выборе технологических баз: принцип единства (совмещения) баз; принцип постоянства баз[6].

При разработке технологических операций особое внимание уделяется выбору технологических баз для обеспечения точности обработки детали и выполнения технических требований чертежа.

Назначение баз производится в соответствии с ГОСТ 21495-76. При этом соблюдаются основные правила базирования: принцип единства баз и принцип постоянства баз.

В качестве черновых технологических баз на 1 операции служат 3 плоскости заготовки, образованные резкой проката на ленточно-отрезном станке(ось Y и X) и поверхность, образованная прокаткой листа (ось Z). 

В качестве основных технологических баз на втором установе будут использоваться 3 взаимно перпендикулярные плоскости: база А и боковые поверхности поверхность L=60 и L=40 мм. 

Для определения начала системы координат станка применяется измерительный щуп. Точка начала отсчёта по оси X определяется измерительным щупом для каждой заготовки. Для установаА точка начала отсчёта по оси Z будет распологаться на высоте 25.5 мм от плоскости неподвижных губок, для Б – на плоскости губки. Начало оси Y – также на плоскости губки.













2.5 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 4

Используемое оборудование

№ операции

Наименовании операции

Наименование и модель станка

010,015

Комплексная на обрабатывающем центре с ЧПУ

Hermle C30U

Фрезерно-обрабатывающий центр с ЧПУ

020

Вертикально-сверлильная

2Н106Л 

Вертикально-сверлильный





Таблица 5

Используемые приспособления

№ операции

Наименовании операции

Наименование оснастки

010, 015

Комплексная на обрабатывающем центре с ЧПУ

Приспособление специальное гидравлическое

020

Вертикально-сверлильная

УСП



Таблица 6

Используемы стандартный и специальный инструмент

№ опе-

рации

Наименование операции

Состав перехода

Выбранный

инструмент













010





































010











Комплексная на обрабатывающем центре с ЧПУ









































Комплексная на обрабатывающем центре с ЧПУ

 1 установ

Фрезеровать поверхность 4



Фреза торцевая SECO R220.53-0063-12-5A

Пластины SECO SEEX1204AFN-E08 H25





Фрезеровать 

контур 1







Фреза концевая SECO  JS413120D2SZ3.3







Фрезеровать фаску 8









Фрезеровать фаску 6







Фрезеровать фаску 12









Фрезеровать радиусы 2 и 3





Фреза концевая SECO JS413060D2SZ3.3





Фрезеровать поверхность 9









Фрезеровать паз 11



Фреза дисковая SECO R335.18-1650.RE-08.3N

ПластиныSECO LNKT050404PPN4-E05 H25





Центровать отверстия 7, 10, 5



Сверло 2317-0103 ГОСТ 14952-75





Сверлить 2 отверстия 5

Сверло 2300-8115-А1 ГОСТ 10902-77





Сверлить отверстие 7

Сверло 2300-8115-А1 ГОСТ 10902-77





Развернуть отверстие 7

Развёртка специальная ?1.9 мм





Сверлить отверстие 10

Сверло 2300-3449-А1 ГОСТ 10902-77





Нарезать резьбу М2.5 

-6Н в  2 отверстиях 5

Метчик SECO MTP-M2.5X0.45ISO6H-TB-V007





















015































010



















Комплексная на обрабатывающем центре с ЧПУ



























Комплексная на обрабатывающем центре с ЧПУ

 2 установ



Фрезеровать поверхность 1

Фреза торцевая SECO R220.53-0063-12-5A

Пластины SECO SEEX1204AFN-E08 H25





Фрезеровать поверхность 2 и контур 3











Фреза концевая SECO  JS413120D2SZ3.3







Фреза концевая SECO  JS413120D2SZ3.3





Фрезеровать поверхность 4 и контур 5







Фрезеровать поверхности 6, 7 и контур 8







Фрезеровать контур 15 предварительно







Фрезеровать фаску 11







Фрезеровать поверхности 9, 10

Фреза концевая SECO JS413060D2SZ3.3





Фрезеровать поверхности 20, 21 окончательно поверхность 22 предварительно



Фреза концевая SECO JS413060D2SZ3.3





Фрезеровать поверхности 19 и 22







Фрезеровать контур 15 окончательно

Фреза концевая SECO JS413040G2SZ3.0





Центровать 3 отверстия 14, 4 отверстия 16, 4 отверстия 17, отверстия 12 и 13

Сверло 2317-0103 ГОСТ 14952-75





Сверлить 3 отверстия 14, 4 отверстия 16 и отверстие 12

Сверло 2300-8125-А1 ГОСТ 10902-77





Сверлить 4 отверстия 17

Сверло 2300-8111-А1 ГОСТ 10902-77





Развернуть 4 отверстия 17

Развёртка специальная





Сверлить отверстие 13

Сверло2300-2471-А1 ГОСТ 10902-77





Расточить отверстие 13 предварительно

Расточная головка SECO Axialibrabore A760.03

Хвостовик SECO A765.203

Пластины SECO CCGT060202F-ALKX





Расточить отверстие 13 окончательно







Нарезать резьбу М2.5-6Н в 4 отверстиях 16, 3 отверстиях 14 и отверстии 12

	Метчик SECO MTP-M2.5X0.45ISO6H-TB-V007



020

Вертикально-сверлильная

Зенковать фаску 1

Зенковка 2353-0104 ГОСТ 14953-80 





Зенковать фаску 2





2.6 Расчет и назначение операционных припусков на механическую обработку

Расчёт припусков на обработку необходимо провести для отверстия ?1.95Н8 и отверстия ?10Н7.

Исходная заготовка – прокат, масса заготовки m=0.273 кг.

Расчёт припуска на обработку отверстия ?1.95Н8.

Технологический маршрут обработки данного отверстия состоит из сверления и развёртывания [8]. Заготовка базируется по трём плоскостям и зажимается гидравлически зажимом с гидропластом. Значения Rz, h, ,  для каждого перехода определены по справочникам и ГОСТ и занесены в таблицу[18][3].



Таблица 7

Расчёт припусков отверстия ?1.95Н8

Технологический

переход

Элементы припуска,

мкм

Расчётный припуск2?zmin, мкм

Расчётный максимальныйразмер, dmax, мм

Допуск на изготовление T?, мкм

Принятые округлённый размеры, мм

Предельные припуски, мкм



Rz

Т

??

?







dmax

dmin

2?zmax

2?zmin

Сверление

25

-

27

40



1.86

100

1.86

1.76





Развёрты-вание

3.2

-

0

0

2?57

1.964

14

1.964

1.95

190

104



Значение Rzопределяется справочными данными при сверлении и требованиями чертежа при развёртывании [18][3]. Величина h исключается из расчётов, так как для цветных сплавов дефектный слой отсутствует после первого технологического перехода[3].

Для сверления:

?? - суммарное отклонение взаимного расположения поверхностей.

??=?ц

,					(11)

С0=10 мкм, ?у=2.5 мкм/мм[3].







? – погрешность закрепления заготовки в приспособлении [3].

						(12)

?б=0, так как измерительные и технологические базы совпадают.

?з=40 мкм.

	Для развёртывания [3].:

??=27?0.005?0

?у=40?0.005?0

Минимальный операционный припуск на развёртывание:

			(13)



Расчётный максимальный размер для сверления:



Принятые округлённые размеры:





Предельные припуски:





Проверка:

			(14)









Рис. 1 Схема полей допусков отверстия ?1.95Н8.



Расчёт припуска на обработку отверстия ?10Н7.

Технологический маршрут обработки данного отверстия состоит из сверления, чернового и чистового растачивания. Заготовка базируется по трём плоскостям и зажимается гидравлически зажимом с гидропластом. Значения Rz, h, ,  для каждого перехода определены по справочникам и ГОСТ и занесены в таблицу [18][3].



Таблица 7

Расчёт припусков отверстия ?10Н7

Технологический

переход

Элементы припуска,

мкм

Расчётный припуск2?zmin, мкм

Расчётный максимальный размер, dmax, мм

Допуск на изготовление T? , мкм

Принятые округлённый размеры, мм

Предельные припуски, мкм



Rz

h

??

?







dmax

dmin

2?zmax

2?zmin

Сверление

50

-

67.7

40



9.723

150

9.72

9.57





Чистовое

растачивание

25

-

3.4

2

2?117.7

9.958

58

9.96

9.9

330

240

Тонкое

растачивание

3.2

-

-

-

2?28.4

10.015

15

10.015

10

100

55



?

430

295



Значение Rzопределяется справочными данными при сверлении и требованиями чертежа при развёртывании. Величина h исключается из расчётов, так как для цветных сплавов дефектный слой отсутствует после первого технологического перехода[3].

Для сверления:

?? - суммарное отклонение взаимного расположения поверхностей.

??=?ц

,

С0=15 мкм, ?у=1.5 мкм/мм[3].



? – погрешность закрепления заготовки в приспособлении.



?б=0, так как измерительные и технологические базы совпадают.

?з=40 мкм.

	Для чистового растачивания:

??=67.7?0.05?3.4 мкм

?у=40?0.002=2 мкм

	Для тонкого растачивания:

??=3.4?0.005?0

?у=40?0.002?0

Минимальный операционный припуск под чистовое растачивание[3]:

			(15)



Минимальный операционный припуск под тонкое растачивание:







Расчётный максимальный размер чистового растачивания:



Расчётный максимальный размер сверления:





Принятые округлённые размеры:





Предельные припуски:









Общие припуски:

 мкм

 мкм



Проверка:











Рис. 1 Схема полей допусков отверстия ?10Н7.



2.7 Расчет и назначение режимов резания

Расчёт режимов резания будет проводиться для 2 технологических переходов:

Фрезеровать поверхность 11;

Сверлить отверстие 24



2.7.1 Расчёт режимов резания для первого перехода комплексной операции

Обработка базовой плоскости осуществляется в специальном приспособлении. За 2 прохода инструмента фрезеруются 3 заготовки. Инструмент Фреза торцевая SECO R220.53-0063-12-5A, пластины SECO SEEX1204AFN-E08 H25[24]. Геометрия и размеры фрезы:

максимальная глубина резания – 6 мм;

диаметр резания – 63 мм;

максимальная скорость вращения – 13200 об/мин.

количество зубьев – 5;

передний угол ?р=-5?;

передний угол ?о=20?;

главный угол в плане ?=45?;

главный задний угол ?=20?.

Параметры резания: глубина фрезерования t=2 мм, ширина фрезерования B=35 мм, период стойкости Т=240 мин. Рекомендуемая подача для данных условий и необходимой шероховатости- 0.15мм/зуб[24].

Скорость резания для фрезерования[10]:

	(15)

Значение коэффициентов[10]:

CV=176.3; nV1=-0.039; ;nV2=-0.561.

		(16)

;



	;		(17)

	(18)

;		(19)

	

	.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:



Скорость резания равнапо формуле (15):



Расчётное число оборотов шпинделя[19]:

об/мин;					(20)



Минутная подача равна[19]:

 мм/мин.		(21)

	Сила резания[19]:



	 x=1; y=0.75; u=1.1; q=1.3; w=0.2; 



Мощность резания[19]:



Мощность привода шпинделя при 3850 об/мин – 16.8 кВт.

	Крутящий момент на шпинделя[19]:



Таблица 8

t, мм

S, мм/зуб

Vф, м/мин

nф, об/мин

Mкр, Нм

Nе, кВт

2

0.15

974

4923

13

6.6

2.7.2 Расчёт режимов резания для сверления отверстия ?10 мм.

	Сверлить отверстие ?9.6 предварительно. Инструмент: сверло ?9.6 2300-2471-А1 гост 10902-77. Рекомендуемая подача –0.3 мм/об. Глубина резания 4.8 мм. Период стойкости Т=35 мин[19].

Скорость резания расчетная, м/мин



Значения коэффициентов[19].

СV=40.7;

q=0.25;

y=0.4;

m=0.125.

Общий поправочный коэффициент равен[19]:

				(26)

= 1;

=0.75

1.2





	Расчётное число оборотов шпинделя:

 , об/мин

 об/мин

Минутная подача равна:

 мм/мин.

Крутящий момент при сверлении :

 , Нм 				(27)

	Значения коэффициентов[19]:

	CМ=0.005

	q=2;

	y=0.8.

	Кр=Кмр=2.31

	Н?м.

	Осевая сила при сверлениии[19]:

	 , Н				(28)

	Значения коэффициентов:

	CМ=9.8

	q=1;

	y=0.7.

	Кр=Кмр=2.31

	Н.



Мощность резания :

 , кВт.					(29)

 кВт;

Таблица 9

t, мм

S, мм/об

Vф, м/мин

nф, об/мин

Mкр, Нм

Nе, кВт

4.8

0.3

67

2222

4.06

0.93







2.7.3Техническое нормирование операций технологического процесса

Техническое нормирование будет проводиться для 2 технологических переходов:

Фрезеровать поверхность 11;

Сверлить отверстие 24

1) Размеры обработки для 3 заготовок составляют 203х64 мм. Минутная подача Sм=3690 мм/мин. Диаметр торцевой фрезы D=63 мм. Масса заготовки М=0.273 кг. Способ установки – в специальном приспособлении с механизированным приводом. Способ выполнения перехода – 2 зига с шириной резания 35 и 29 мм. Объём партии – 301 шт.

Основное время.

Длина врезания и перебега:

lвр=lпер=31.5+3=34.5 мм.

Длина перемещения фрезы для 1 зига [13]:

			(30)

Длина перемещения фрезы для 2 зига:



Основное время 1 зига:



Основное время 2 зига:



Основное время на 1 заготовку:



2) Диаметр сверла составляет 9.6 мм. Длина резания – 44 мм. Минутная подача Sм=666.6 мм/мин. Масса заготовки М=0.05 кг. Способ установки – в специальном приспособлении с механизированным приводом. Способ выполнения перехода – поворот стола и сверление отверстия циклом глубокого сверления с ломкой стружки. Объём партии – 301 шт.

Основное время.

Длина врезания и перебега:

lвр=lпер=6 мм.

Длина резания:



Основное время:



	С учётом цикла с ломкой стружки ТО=0.1мин



2. Вспомогательное время.

Данное время относиться не к данному переходу, а ко всей операции, поэтому оперативное время необходимо посчитать только после нормирования всех переходов [11].

Таблица 10

Наименование вспомогательной операции

Время



На 1шт

На 3 шт

Время на установку и снятия заготовки

0.09

0.27

Очистка приспособления струёй СОЖ

0.023

0.07

Закрепление заготовки гидравлическим зажимом

0.013

0.04

?Тв

0.126

0.38





Вспомогательное время на проверочные измерения перекрывается машинным временем, поэтому его определение не требуется [13].

	Общее время работы программы, определённое с помощью симуляции:

	Операция 010:

Тпр010=6.24 мин.

Операция 015:

Тпр015==19 мин.

	Программное время на 1 шт:





3.  Оперативное время [13]:

Топ010=Тпр+Тв=2.08+0.13=2.21 мин.				(32)

Топ015=Тпр+Тв=6.34+0.13=6.47 мин.

4. Время на организационное и техническое обслуживание, на отдых и личные надобностипринимается равным 10% от оперативного времени [13]:

Торг010=0.1?2.21=0.22

Торг015=0.1?6.47=0.65

5. Норма штучного времени [13]:

Тшт010=Топ+Торг=2.21+0.22=2.43			(33)

Тшт015=Топ+Торг=6.47+0.65=7.12

6. Подготовительно-заключительное время [13]:



	7. Нома штучно-калькуляционного времени равна [13]:

		(34)









3. Проектирование контрольно-измерительного приспособления

	Необходимо разработать контрольно-измерительное приспособление для измерения величины неперпендикулярности двух плоскостей. Предельное значение данной погрешности взаимного расположения – 0.04 мм.



3.1 Прицип действия КИП

Индикатор 3 закреплён в магнитном корпусе 4, который устанавливается на контрольную плиту 1. Настройка на размер происходит перед измерением деталей при помощи эталона или прецизионного бруска соответствующего размера. Деталь 2 устанавливается на базовую плоскость и подводиться второй плоскостью к упору 5. После этого с индикатора снимают результат измерения.



3.2 Расчёт точности КИП

Так как допуск перпендикулярности задан на всей длине плоскости, а измерение выполняется на меньшей длине, то предельно допустимая величина отклонения не должна превышать [5]:



Контрольно-измерительное приспособление может быть использовано для измерений, если его действительная погрешность меньше или равна предельно допустимой  [5]:



Предельно допустимая погрешность регламентируется ГОСТ 8.051-81. Ее можно определить по таблицам справочников [5] или найти по формуле:

, 					(36)

где – допуск контролируемого параметра; 

 – коэффициент, зависящий от величины допуска [5].

мкм

, 			(37)

где  – погрешность установки изделия;

=0 – погрешности базирования на приспособлении;

=0 – погрешности закрепления;

=0 мм – погрешность приспособления;

 мм;

=0,003 мм – погрешность настройки КИП;

=0 мм – погрешность передаточных устройств КИП;

=0,002 мм – погрешность измерительного прибора; 

=0,002 мм – погрешность, связанная с методико.......................